пятница, сентября 21, 2012

Немного о сетевых адресах


Почти каждый пользователь сети Интернет, так или иначе, сталкивался с таким термином как IP адрес (сетевой адрес), но не все могу корректно объяснить для чего он предназначен, и зачем он имеется в их компьютере. Чтобы немного приподнять эту завесу тайны был написан этот пост. В нем мы немного поговорим о том, что же такое IP адрес, и какие еще адреса есть у компьютера.


В реальной жизни, для того чтобы связаться с кем то из своих знакомых, родных или коллег по работе, мы используем ряд адресов с помощью которых с ними тем или иным образом можно установить связь. Например, почтовый адрес (индекс, город, улица, дом) позволяет отправить пользователю письмо или посылку, электронный адрес – позволяет написать электронное сообщение или отправить файл и т.д. Как видно из этих примеров, у каждого человека может быть несколько адресов, но они все служат для одной цели – установления связи, правда реализуется она разными способами.

В компьютерных сетях дела обстоят аналогичным образом. Компьютеры, включенные в сеть,общаются между собой используя специальные сетевые адреса, позволяющие идентифицировать конкретный компьютер в сети. Можно выделить два типа адресов имеющихся у каждого компьютера – это логические адреса (IP адрес) и физические адреса (MACадрес). 

Для того чтобы объяснить разницу между MACадресами и IPадресами. Рассмотрим часть эталонной модели OSI. Данная модель описывает взаимодействие компьютерных систем и включает в себя 7 уровней взаимодействия. В данном посте мы не будем рассматривать их все и остановимся только на 3 нижних уровнях: физическом, канальном, сетевом. Физический уровень описывает, как передаются данные в физической среде, тоесть как передаются единички и нолики в виде электрических или оптических импульсов, в которых закодирована информация, по медным кабелям или оптике. Канальный уровень отвечает за установление и поддержание соединения на канальном уровне между двумя устройствами, контролирует наличие ошибок в физическом уровне, и преобразует данные сетевого уровня для передачи по физическому уровню (тоесть выступает в роле некоторой прокладки между сетевым и физическим уровнем). Сетевой уровень обеспечивает установление, поддержание и разъединение сетевых соединений между взаимодействующими устройствами.

Взаимодействие трех нижних уровней модели OSI







На основе MAC адресов между компьютерами устанавливается соединение на канальном уровне. MAC адрес имеет приблизительно следующий вид - 00-0F-FE-23-27-5AMAC адрес, теоретически, является уникальным для каждого сетевого устройства и зашивается в него производителем. Но на практики  в большинстве случаев MAC адрес можно изменить на любой другой более милый вашему сердцу.

На основе IP адресов между компьютерами устанавливается соединение на сетевом уровне. IP адреса выглядят следующим образом - 172.12.11.22 (в данном случае говорим только о IPv4, ,будем считать, что о IPv6 мы еще не знаем =) ). В отличие от MAC адресов, IP адреса задаются сетевым устройствам пользователями самостоятельно, или же с помощью специализированных DHCP серверов. Для использования в своей личной сети вы можете взять IP адреса из следующих диапазонов:
  • 10.0.0.0 — 10.255.255.255
  • 172.16.0.0 — 172.31.255.255
  • 192.168.0.0 — 192.168.255.255
Приведенные выше сетевые адреса ни кем не контролируются и могут быть использованы как вашей душе угодно. Остальные адреса контролируются Администрацией адресного пространства Интернет (Internet Assigned Numbers Authority), и выдаются провайдерам связи, которые уже распределяют их по своему усмотрению.

MAC адреса позволяют установить соединения между двумя экземплярами устройств, но их формат не подходит для маршрутизации и адресации в глобальной сети Интернет,  и к тому же труден для восприятия человеком, поэтому им на помощь приходят IP адреса, которые специально разработаны для маршрутизации в глобальных сетях. Именно благодаря совместному использованию этих двух адресов возможно установление соединения между различными сетевыми устройствами.

На данный момент это все, что я хотел рассказать о сетевых адресах. Надеюсь своим постом я не запутал вас еще больше =)

6 коммент.:

Хорошо, спасибо. Но для полного понимания этой премудрости я бы как-то увязал с реальной жизнью. Ну, типа почтового адреса: страна-город-улица-дом.

Спасибо Вам за Ваши статьи.

Спасибо вам!
Данное сравнение я употребля в боле поздней статье http://www.netza.ru/2012/09/blog-post_6748.html =)

а 127.0.0.1 к чему относиться?

Все адреса на 127 это лупбеки (заворот, петля обратной связи). При запросе на них компьютер посылает данные сам на себя.

Спасибо за статью.
А почему нельзя обойтись только одним IP адресом?

Хороший вопрос. Нашел на него в сети хороший ответ от представителей компании Zyxel.
Идентификация по MAC-адресам нужна для упрощения работы и, как следствие,
удешевления сетевого оборудования, а именно коммутаторов 2-го уровня, в том
числе и DSLAM'ов провайдера.

Однако, построить интернет на таком оборудовании невозможно, поскольку
оно физически не способно хранить огромные таблицы уникальных
MAC-адресов. Поэтому применяется адресация IP, в которой узлы
сгруппированы в сети, и в таблицах межсетевых устройств
(маршрутизаторов) хранятся именно адреса групп, что уменьшает размер таблиц.

Таким образом, обойтись одними IP-адресами нельзя из-за высокой
стоимости маршрутизаторов, а одними MAC-адресами - из-за примитивного
алгоритма работы коммутаторов, который годится только для небольших (по
количеству узлов) сетей.

В целом, деление на локальные и глобальные сети имеет исторические и
экономические причины. Разработчики старых, поныне используемых
протоколов, таких как Ethernet и TCP/IP не могли предположить, какими
будут возможности современного оборудования. Разработчики оборудования,
в свою очередь, придерживаются старых стандартов из соображений обратной
совместимости."

Отправить комментарий